(57)【要約】【課題】  弾性変形時における針圧や高周波特性を確保しつつ、耐電流性能を向上させることができる電気的接触子を提供する。【解決手段】  コンタクトプローブ１００は、弾性変形部１とコンタクト部２とからなり、弾性変形部１が、長尺方向の力によって弾性変形する細長い板状体１０Ａ，１０Ｂと、板状体１０Ａ，１０Ｂの長尺方向と交差するワーク対向面１２ｗ上にコンタクト部２が配置され、空隙１０Ｓを介して主面を対向させた状態で板状体１０Ａ，１０Ｂの一端を互いに結合させる針先結合部１２と、板状体１０Ａ，１０Ｂの他端を互いに結合させる針元結合部１１とからなる。板状体１０Ａ，１０Ｂは、第１の導電性金属からなる応力層１０１，１０３と、第１の導電性金属よりも比抵抗が小さい第２の導電性金属からなる電導層１０２とから形成され、第１の導電性金属の機械的強度が第２の導電性金属よりも高い。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性変形部の弾性変形を伴ってコンタクト部を電極端子に接触させる電気的接触子において、
上記弾性変形部は、長尺方向の力によって弾性変形する２以上の細長い板状体と、
上記コンタクト部が先端に配置され、空隙を介して主面を対向させた状態で上記板状体の一端を互いに結合させる針先結合部と、
上記板状体の他端を互いに結合させる針元結合部とからなり、
上記板状体は、第１の導電性金属からなる応力層と、
上記第１の導電性金属よりも比抵抗が小さい第２の導電性金属からなる電導層とから形成され、上記第１の導電性金属の機械的強度が上記第２の導電性金属よりも高いことを特徴とする電気的接触子。
【請求項２】
上記応力層及び上記電導層は、上記板状体の端面と交差する方向に配列され、上記電導層が、上記応力層によって挟まれていることを特徴とする請求項１に記載の電気的接触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的接触子に係り、更に詳しくは、弾性変形部の弾性変形を伴ってコンタクト部を電極端子に接触させる電気的接触子の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、半導体ウエハ上に多数の半導体デバイスを形成し、これらの半導体デバイスの電気的特性試験を行った後に半導体ウエハをダイシングし、半導体デバイスごとに分離することによって製造される。
【０００３】
半導体デバイスの電気的特性試験は、配線基板上に多数のコンタクトプローブを形成したプローブカードに半導体ウエハを近づけ、各コンタクトプローブを半導体ウエハ上の対応する電極パッドに接触させることによって行われる。コンタクトプローブと電極パッドとを接触させる際、両者が接触しはじめる状態に達した後、プローブカードに半導体ウエハを更に近づける処理が行われる。このような処理をオーバードライブと呼び、また、オーバードライブの距離をオーバードライブ量と呼んでいる。
【０００４】
オーバードライブは、コンタクトプローブを弾性変形させる処理であり、オーバードライブを行うことにより、電極パッドの高さやコンタクトプローブの高さにばらつきがあっても、全てのコンタクトプローブを電極パッドと確実に接触させることができる。また、オーバードライブ時にコンタクトプローブが弾性変形し、その先端が電極パッド上で移動することにより、スクラブが行われる。このスクラブにより電極パッド表面の酸化膜が除去され、接触抵抗を低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１１−０３８４９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この様なプローブカードでは、コンタクトプローブの長さを短くすれば、そのインダクタンスを低下させ、テスト信号の高周波特性を改善することができる。しかしながら、コンタクトプローブの長さを短くしつつ、十分なオーバードライブ量を確保しようとすれば、オーバードライブ時にコンタクトプローブが塑性変形してしまうという問題があった。
【０００７】
コンタクトプローブの長さをより短くすれば、オーバードライブ時にコンタクトプローブをより大きく湾曲させる必要がある。その結果、コンタクトプローブに発生する応力が、応力限界を越えれば、塑性変形してしまう。このため、オーバードライブ量を確保しつつ、コンタクトプローブの長さを短くすることは困難であった。
【０００８】
そこで、コンタクトプローブの断面サイズを減少させることにより、オーバードライブ時の応力を抑制することが考えられる。コンタクトプローブは、長尺方向の力によって弾性変形する細長い板状体からなる場合、その厚さ方向に湾曲させると、湾曲部の外側に最大の応力が発生する。この応力はコンタクトプローブの厚さに応じた値になるため、コンタクトプローブの厚さを減少させれば、オーバードライブ時の応力を減少させることができる。つまり、コンタクトプローブの長さを短くしたとしても、それに応じて厚さを減少させれば、所望のオーバードライブ量を確保することができる。
【０００９】
ところが、コンタクトプローブの厚さを減少させると、その断面積も減少することから、オーバードライブ時における針圧が低下し、また、耐電流特性が劣化するという問題が生じる。この様な問題を解決しようとすれば、コンタクトプローブの幅を増大させて断面積を確保する必要がある。しかしながら、コンタクトプローブの幅を大きくするのにも限界がある。例えば、製造上の制限や、コンタクトプローブの配置間隔などにより決まる幅の最大値を越えることはできず、コンタクトプローブの長さを短くするのには限界があった。
【００１０】
この様な課題は、弾性変形を伴って電極端子に接触させ、当該電極端子と確実に導通させる電気的接触子に共通の課題であり、半導体デバイスの電気的特性試験に用いられるコンタクトプローブは、この様な電気的接触子の一例である。
【００１１】
上記課題に鑑みて、本願の発明者らは、先の特許出願（特許文献１）において、弾性変形部が、空隙を介して主面を対向させた複数の細長い板状体と、板状体の一端を互いに結合させる結合部とからなる電気的接触子を提案した。この電気的接触子では、弾性変形時における針圧を確保しつつ、高周波特性を向上させることができる。しかし、最近では、コンタクトプローブなどの電気的接触子の配列に対する狭ピッチ化の要求によって電気的接触子の断面サイズが縮小する傾向にあるにもかかわらず、耐電流性能は従来と変わらない値が要望されている。このため、弾性変形時における針圧を確保しつつ、耐電流性能を向上させなければならないという課題があった。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、弾性変形部の弾性変形を伴ってコンタクト部を電極端子に接触させる電気的接触子の耐電流特性を向上させることを目的としている。特に、弾性変形時における針圧や高周波特性を確保しつつ、耐電流性能を向上させることができる電気的接触子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の本発明による電気的接触子は、弾性変形部の弾性変形を伴ってコンタクト部を電極端子に接触させる電気的接触子であって、上記弾性変形部が、長尺方向の力によって弾性変形する２以上の細長い板状体と、上記コンタクト部が先端に配置され、空隙を介して主面を対向させた状態で上記板状体の一端を互いに結合させる針先結合部と、上記板状体の他端を互いに結合させる針元結合部とからなり、上記板状体が、第１の導電性金属からなる応力層と、上記第１の導電性金属よりも比抵抗が小さい第２の導電性金属からなる電導層とから形成され、上記第１の導電性金属の機械的強度が上記第２の導電性金属よりも高いように構成される。ここでいう板状体の主面とは、板状体の広い面を意味している。
【００１４】
電気的接触子の一部を板状体にすることにより、板状体の主面と交差する方向に屈曲させた時に発生する応力を低減することにより、塑性変形させることなく、より大きく湾曲させることができる。このため、所望のオーバードライブ量を確保しつつ、電気的接触子を短くすることができる。つまり、電極端子に確実に接触させることができる電気的接触子の高周波特性を向上させることができる。
【００１５】
しかも、２以上の板状体を備え、これらの板状体の主面を空隙を介して対向させることにより、各板状体の断面サイズを増大させることなく弾性変形部の断面積を増大させ、針圧や耐電流特性を確保することができる。つまり、電極端子に確実に接触させることができる電気的接触子について、針圧や耐電流特性を確保しつつ、高周波特性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、板状体は、機械的強度が電導層よりも高い導電性金属からなる応力層と、比抵抗が応力層よりも小さい導電性金属からなる電導層とから形成される。このため、板状体が応力層だけで形成される場合に比べ、電気抵抗が小さくなるので、弾性変形部の弾性変形を伴ってコンタクト部を電極端子に接触させる電気的接触子の耐電流性能を向上させることができる。また、板状体が電導層だけで形成される場合に比べ、機械的強度の低下が抑制されるので、弾性変形時における針圧を確保しつつ、電気的接触子の耐電流性能を向上させることができる。
【００１７】
第２の本発明による電気的接触子は、上記構成に加え、上記応力層及び上記電導層が、上記板状体の端面と交差する方向に配列され、上記電導層が、上記応力層によって挟まれているように構成される。この様な構成によれば、応力層が板状体の両端面側に配置されるので、長尺方向の力によって板状体を弾性変形させた際に、板状体がねじれるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による電気的接触子は、その一部を板状体にすることにより、湾曲時に発生する応力を低減し、より大きく湾曲させることができる。このため、所望のオーバードライブ量を確保しつつ、電気的接触子を短くすることができ、電気的接触子の高周波特性を向上させることができる。また、２以上の板状体を備え、これらの板状体の主面を空隙を介して対向させることにより、各板状体の断面サイズを増大させることなく弾性変形部の断面積を増大させ、針圧や耐電流特性を確保することができる。このため、電気的接触子の針圧や耐電流特性を確保しつつ、高周波特性を向上させることができる。
【００１９】
さらに、機械的強度が電導層よりも高い導電性金属からなる応力層と、比抵抗が応力層よりも小さい導電性金属からなる電導層とから板状体が形成される。このため、板状体が応力層だけで形成される場合に比べ、電気抵抗が小さくなるので、弾性変形部の弾性変形を伴ってコンタクト部を電極端子に接触させる電気的接触子の耐電流性能を向上させることができる。また、板状体が電導層だけで形成される場合に比べ、機械的強度の低下が抑制されるので、弾性変形時における針圧を確保しつつ、電気的接触子の耐電流性能を向上させることができる。従って、弾性変形時における針圧や高周波特性を確保しつつ、電気的接触子の耐電流特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態によるコンタクトプローブの一構成例を示した外観図である。
【図２】図１のコンタクトプローブ１００をＡ−Ａ切断線で切断した場合の切断面を示した断面図である。
【図３】図１のコンタクトプローブ１００を含むプローブカード２００の一構成例を示した断面図である。
【図４】図１のコンタクトプローブ１００のオーバードライブによる弾性変形の一例を示した図である。
【図５】図１のコンタクトプローブ１００のオーバードライブによる弾性変形の他の例を示した図である。
【図６】図１のコンタクトプローブ１００の製造方法の一例についての説明図である。
【図７】図１のコンタクトプローブ１００の製造方法の一例についての説明図である。
【図８】図７（ａ）のシリコン基板４００を斜め上から見た様子を示した斜視図である。
【図９】図１のコンタクトプローブ１００の他の例を示した断面図である。
【図１０】図１のコンタクトプローブ１００のその他の例を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜コンタクトプローブ＞
図１は、本発明の実施の形態によるコンタクトプローブの一構成例を示した外観図であり、図中の（ａ）及び（ｂ）には、コンタクトプローブ１００，１１０がそれぞれ示されている。なお、コンタクトプローブ１００，１１０は、半導体デバイスの電気的特性試験に用いられるプローブ（探針）であり、電気的接触子の一例である。
【００２２】
図中の（ａ）に示したコンタクトプローブ１００は、弾性変形部１及びコンタクト部２からなり、略直線状の細長い形状からなる弾性変形部１の一端にコンタクト部２を形成した垂直型プローブである。弾性変形部１及びコンタクト部２は、いずれも導電性材料からなり、検査対象物（不図示）に対し略垂直となるように弾性変形部１を配置し、検査対象物上の電極端子にコンタクト部２を当接させて使用される。また、オーバードライブ時には、弾性変形部１が弓形に弾性変形することにより、電極端子に対し、コンタクト部２を確実に接触させることができる。
【００２３】
弾性変形部１は、コンタクト部２を電極端子に接触させた際の長尺方向の力によって弾性変形する本体部である。この弾性変形部１は、２枚の板状体１０Ａ，１０Ｂと、これらの板状体１０Ａ，１０Ｂの一端（後端）を互いに結合させる針元結合部１１と、板状体１０Ａ，１０Ｂの他端（前端）を互いに結合させる針先結合部１２とによって構成される。
【００２４】
板状体１０Ａ，１０Ｂは、いずれも、弾性変形部１の長尺方向に細長い形状からなり、長尺方向の力によって厚さ方向に容易に湾曲させることができる。つまり、板状体１０Ａ，１０Ｂは、長尺方向と交差する断面が細長い矩形形状からなり、長尺方向の長さが、幅や厚さに比べて十分に大きい。ここでは、板状体１０Ａ，１０Ｂにおける長尺方向に平行な２組の対向面のうち、面積が広い方の対向面を主面と呼び、狭い方の対向面を端面と呼ぶことにする。このとき、主面間の距離は、板状体１０Ａ，１０Ｂの厚さであり、端面間の距離が板状体１０Ａ，１０Ｂの幅である。
【００２５】
また、針元結合部１１及び針先結合部１２は、空隙１０Ｓを介して主面を対向させた状態で板状体１０Ａ，１０Ｂを互いに結合させる。この様に主面を対向させて板状体１０Ａ，１０Ｂを配置することにより、弾性変形部１を板状体１０Ａ，１０Ｂの厚さ方向へ湾曲させることができる。
【００２６】
コンタクト部２は、ワーク（検査対象物）上の電極端子に接触させるためのコンタクトチップであり、針先結合部１２の先端（前端）に形成され、針先結合部１２から突出する形状からなる。
【００２７】
弾性変形部１は、導電率が高く、かつ、弾性特性に優れた材料、例えば、Ｎｉ（ニッケル）系合金からなることが望ましく、コンタクト部２は、導電率が高く、かつ、耐摩耗特性に優れた材料、例えば、Ｒｈ（ロジウム）からなることが望ましい。コンタクト部２は、弾性変形部１の前端から突出していればよく、その形状は任意である。
【００２８】
板状体１０Ａ，１０Ｂを湾曲させた場合、湾曲部の外側と内側とに最大の応力が発生する。一般に、湾曲部の曲率が同じであるとすれば、湾曲部に発生する応力は、板状体１０Ａ，１０Ｂの断面サイズに応じた値になる。このため、板状体１０Ａ，１０Ｂの厚さを薄くすれば、湾曲時に発生する応力を減少させることができる。つまり、板状体１０Ａ，１０Ｂの厚さを薄くすることによって、塑性変形させることなく板状体１０Ａ，１０Ｂをより大きく湾曲させることが可能になり、オーバードライブ量を増大させることができる。
【００２９】
また、板状体１０Ａ，１０Ｂは、その幅を増大させることにより、それぞれの断面積を増大させることができる。さらに、２枚の板状体１０Ａ，１０Ｂを配置することによって、コンタクトプローブ１００の断面積を更に増大させることができる。この様にしてコンタクトプローブ１００の断面積を増大させれば、針圧を増大させることができるとともに、耐電流特性を向上させることができる。
【００３０】
つまり、２枚の板状体１０Ａ，１０Ｂを用いることによって、板状体１０Ａ，１０Ｂの厚さを薄くしたとしても、コンタクトプローブ１００の断面積を確保することが可能になる。従って、所望のオーバードライブ量を確保し、また、所望の針圧や耐電流特性を確保しつつ、弾性変形部１の長尺方向の長さを短くすることができる。弾性変形部１を短くすることができれば、コンタクトプローブ１００のインダクタンスを低下させることができるため、その高周波特性を向上させることができる。
【００３１】
図中の（ｂ）に示したコンタクトプローブ１１０は、コンタクトプローブ１００と比較すれば、３枚の板状体１０Ａ〜１０Ｃを備えている点で異なるが、その他の構成は同一である。３枚の板状体１０Ａ〜１０Ｃは、空隙１０Ｓを介して、互いの主面が対向している。また、針元結合部１１は、３枚の板状体１０Ａ〜１０Ｃの一端を互いに結合させ、針先結合部１２は、３枚の板状体１０Ａ〜１０Ｃの他端を互いに結合させている。
【００３２】
各板状体１０Ａ〜１０Ｃの断面サイズが同一であれば、３枚の板状体１０Ａ〜１０Ｃを有するコンタクトプローブ１１０は、２枚の板状体１０Ａ，１０Ｂを有するコンタクトプローブ１００よりも弾性変形部１の断面積を増大させることができる。
【００３３】
板状体１０Ａ〜１０Ｃは、いずれも長尺方向の力によって、厚さ方向、すなわち、主面と交差する方向に弾性的に湾曲する。針先結合部１２は、ワーク対向面１２ｗ上にコンタクト部２が配置され、空隙１０Ｓを介して主面を対向させた状態で、板状体１０Ａ〜１０Ｃの前端を互いに結合させる。ワーク対向面１２ｗは、ワーク（検査対象物）の電気的特性試験時に、ワークと対向させた状態で配置される針先結合部１２の前端面であり、板状体１０Ａ〜１０Ｃの長尺方向と交差する平坦面からなる。
【００３４】
＜板状体１０Ａ〜１０Ｃの積層構造＞
図２は、図１のコンタクトプローブ１００をＡ−Ａ切断線で切断した場合の切断面を示した断面図である。板状体１０Ａ及び１０Ｂは、いずれも、長尺方向に垂直な断面における短辺の長さが厚さＬ２、長辺の長さが幅Ｌ１の薄板であり、短辺の長さ方向、すなわち、主面に垂直な方向に容易に湾曲させることができる。
【００３５】
この板状体１０Ａ，１０Ｂは、いずれも、機械的強度が電導層１０２よりも高い導電性金属からなる応力層１０１，１０３と、比抵抗が応力層１０１，１０３よりも小さい導電性金属からなる電導層１０２とから形成されている。
【００３６】
具体的には、機械的強度としてヤング率（縦弾性率）を用い、応力層１０１及び１０３が、いずれもヤング率が電導層１０２よりも大きい金属からなるのに対し、電導層１０２は、比抵抗（電気抵抗率）が応力層１０１，１０３よりも小さい金属からなる。ヤング率は、弾性範囲内において引張り応力（圧縮応力）を加えた際の変形量（ひずみ）に対する応力の割合を示す物理量である。或いは、機械的強度として、降伏強さ又は引っ張り強さを用い、降伏強さ又は引っ張り強さが電導層１０２よりも大きい導電性金属により応力層１０１及び１０３を形成するような構成であっても良い。
【００３７】
例えば、応力層１０１，１０３は、Ｎｉ系合金からなり、電導層１０２は、Ａｕ（金）又はＲｈからなる。この板状体１０Ａ，１０Ｂでは、応力層１０１，１０３及び電導層１０２が、板状体１０Ａ，１０Ｂの端面と交差する方向、すなわち、板状体１０Ａ，１０Ｂの幅方向に配列され、電導層１０２が、応力層１０１と応力層１０３とによって挟まれている。つまり、応力層１０１，１０３と電導層１０２とは、板状体１０Ａ，１０Ｂの端面と略平行な界面で互いに接している。この様に構成することにより、応力層１０１，１０３が板状体１０Ａ，１０Ｂの両端面側に配置されるので、長尺方向の力によって板状体１０Ａ，１０Ｂを弾性変形させた際に、板状体１０Ａ，１０Ｂがねじれるのを抑制することができる。
【００３８】
ここで、コンタクトプローブ１００，１１０は、後述するように、板状体１０Ａ，１０Ｂの端面と平行な基板上にめっき層を積層することによって形成される。すなわち、コンタクトプローブ１００，１１０は、板状体１０Ａ，１０Ｂの幅方向にめっき層を積層することによって形成される。このめっき層の積層方向の距離（ここでは、板状体１０Ａ，１０Ｂの幅方向の距離）を積層厚と呼ぶことにすれば、応力層１０１と応力層１０３とは、同程度の積層厚からなる。なお、板状体１０Ａ，１０Ｂの厚さ方向の距離は、基板上のめっき層からなる導電パターンの幅に対応する。
【００３９】
本願の発明者らによる評価実験によれば、板状体１０Ａ，１０ＢをＮｉ系合金からなる応力層１０１，１０３と、Ａｕからなる電導層１０２とから形成することにより、板状体１０Ａ，１０ＢがＮｉ系合金の単一層からなる場合に比べ、針圧を同程度に保ちつつ、電気抵抗を減少させられることがわかった。
【００４０】
電導層１０２の積層厚の比率を大きくすれば、プローブ抵抗は下がり、コンタクトプローブ１００の耐電流性能を上げることができるが、針圧が低下する。従って、応力層１０１，１０３の材料や、電導層１０２の厚さの比率は、要求される針圧やプローブ抵抗に応じて定められる。
【００４１】
＜プローブカード２００＞
図３は、図１のコンタクトプローブ１００を含むプローブカード２００の一構成例を示した断面図であり、プローブカード２００を鉛直面で切断した場合の切断面の様子が示されている。この図では、コンタクトプローブ１００のみ破断せずに描かれている。
【００４２】
このプローブカード２００は、メイン基板３、インターポーザー４及びプローブユニット５により構成される。なお、プローブユニット５には、図１に示したコンタクトプローブ１００が用いられている。
【００４３】
メイン基板３は、プローブ装置（不図示）に対し着脱可能に取り付けられる配線基板であり、外周付近に外部端子が形成され、中央付近にインターポーザー４が取り付けられている。プローブユニット５は、２以上のコンタクトプローブ１００を保持する構造体であり、インターポーザー４に取り付けられている。インターポーザー４は、メイン基板３に広ピッチで形成された電極端子（不図示）と、プローブユニット５に狭ピッチで形成された電極端子（不図示）とを導通させるスプリングピン用のガイド板である。
【００４４】
プローブユニット５は、ＳＴ（Space Transformer）基板５０、ガイド板５１，５２、ガイド支持部５３及びコンタクトプローブ１００により構成される。ＳＴ基板５０は、２以上のコンタクトプローブ１００を支持する支持基板であり、コンタクトプローブ１００に対応する２以上の電極端子５０ｔが形成されている。ガイド板５１は、２以上のガイド穴５１ｈが形成され、電極端子５０ｔを露出させるように、ＳＴ基板５０に固着されている。ガイド板５２は、空間を挟んでガイド板５１と対向するように配置され、電極端子５０ｔに対応する２以上のガイド穴５２ｈが形成されている。ガイド支持部５３は、ＳＴ基板５０に固着されるとともに、ガイド板５２を支持している。
【００４５】
コンタクトプローブ１００は、弾性変形部１の上端が、ガイド板５１のガイド穴５１ｈに挿入され、ＳＴ基板５０上の電極端子５０ｔに接続されている。また、コンタクト部２が形成された弾性変形部１の下端は、ガイド板５２のガイド穴５２ｈを貫通し、ガイド板５２から突出している。ガイド穴５１ｈ，５２ｈは、コンタクトプローブ１００の両端付近においてコンタクトプローブ１００を拘束し、その長手方向への移動を可能としつつ、当該長手方向に交差する方向への移動を規制している。
【００４６】
つまり、コンタクトプローブ１００は、その両端付近をガイド板５１，５２によって上下動可能に支持され、オーバードライブ時にガイド板５１，５２間の空間において、湾曲することができるとともに、当該湾曲により、コンタクトプローブ１００の両端の位置がずれるのを抑制している。
【００４７】
図４は、図１のコンタクトプローブ１００のオーバードライブによる弾性変形の一例を示した図である。図中の（ａ）には、オーバードライブ直前のコンタクトプローブ１００の状態が示されている。つまり、検査対象物及びコンタクトプローブ１００を互いに近づけ、電極端子３００がコンタクト部２に接触し始めた時の様子が示されている。
【００４８】
また、図中の（ｂ）には、オーバードライブ後のコンタクトプローブ１００の状態が示されている。つまり、（ａ）の状態から、予め定められたオーバードライブ量Ｌだけ、検査対象物及びコンタクトプローブ１００を更に近づけた時の様子が示されている。
【００４９】
このコンタクトプローブ１００は、板状体１０Ａ，１０Ｂが、その厚さ方向に大きく湾曲することにより、コンタクト部２をオーバードライブ量Ｌだけ後退させている。このため、オーバードライブ前のコンタクトプローブ１００は、電極端子３００に対して略垂直であったが、オーバードライブ後は、コンタクトプローブ１００の前端付近が大きく傾いている。
【００５０】
電極端子３００上の酸化膜は、コンタクト部２が当接することによって破壊される。このため、その後のオーバードライブにより、コンタクトプローブ１００を傾け、電極端子３００に接触させるコンタクト部２の接触面を変えることにより、コンタクト部２及び電極端子３００間に酸化膜の破片が挟まりにくく、良好な導通状態を得ることができる。
【００５１】
図５は、図１のコンタクトプローブ１００のオーバードライブによる弾性変形の他の例を示した図である。図中の（ａ）には、オーバードライブ直前の状態が示され、図中の（ｂ）には、オーバードライブ後の状態が示されている。図５を図４と比較すれば、コンタクトプローブ１００の前端付近がガイド板５２によって長手方向に移動可能に支持されている点で異なる。
【００５２】
ガイド板５２のガイド穴５２ｈにコンタクトプローブ１００を貫通させ、ガイド板５２によってコンタクトプローブ１００の前端付近を拘束することにより、オーバードライブ時に、電極端子３００に対し、コンタクト部２をスクラブさせることができる。すなわち、ガイド板５２を用いていない図４の場合、オーバードライブ時に、電極端子３００に対するコンタクトプローブ１００の角度が変化するだけであるのに対し、ガイド板５２を用いる図５の場合には、オーバードライブ時にコンタクト部２が電極端子３００上を移動する。このため、電極端子３００上の酸化膜を除去して、良好な接触状態を得ることができる。
【００５３】
特に、図５のコンタクトプローブ１００では、オーバードライブ前及びオーバードライブ後のいずれにおいても、針先結合部１２がガイド板５２のガイド穴５２ｈの内周面と対向するように保持されている。つまり、オーバードライブ前の状態において、針先結合部１２の後端がガイド板５２よりもＳＴ基板５０側に位置している。このため、オーバードライブ時に、コンタクト部２が、電極端子３００に対し略垂直に移動する。従って、電極端子３００の面積が小さい場合に、コンタクト部２がスクラブすることによって、コンタクト部２が電極端子３００と接触しなくなるのを防止することができる。
【００５４】
＜製造工程＞
図６〜図８は、図１のコンタクトプローブ１００の製造方法の一例についての説明図である。図６の（ａ）〜（ｄ）及び図７の（ａ）〜（ｄ）は、コンタクトプローブ１００の製造工程を時系列に示した図である。また、図８は、図７の（ａ）の状態を示した斜視図である。このコンタクトプローブ１００は、板状体１０Ａ，１０Ｂの幅方向にめっき層を積層することによって形成される。
【００５５】
ここでは、コンタクトプローブ１００が、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作製される。ＭＥＭＳ技術とは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を作成する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造工程などで利用されるフォトレジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層を形成した後、犠牲層のみをエッチングによって除去することにより、立体的な構造物を作成する技術である。
【００５６】
犠牲層を含む各層の形成処理には、周知のめっき技術を利用することができる。例えば、陰極としての基板と、陽極としての金属片とを電解液に浸し、両電極間に電圧を印加することにより、電解液中の金属イオンを基板表面に付着させることができる。この様な処理は、電気めっき処理と呼ばれ、基板を電解液に浸すウエットプロセスであることから、めっき処理後には、乾燥処理が行われる。また、この乾燥処理後には、研磨処理などによって積層面を平坦化する平坦化処理が必要に応じて行われる。
【００５７】
図６の（ａ）には、弾性変形部１の応力層１０１を形成するためのレジストパターンを導電性基板上に形成した状態が示されている。ここでは、シリコン基板４００の上面全体に導電性薄膜４０１が形成されているものとする。導電性薄膜４０１は、Ｃｕなどの犠牲金属からなる。レジストパターンは、導電性薄膜４０１上にフォトレジストからなるレジスト膜４０２を形成し、弾性変形部１の応力層１０１に相当する領域内のレジスト膜だけを選択的に除去することによって形成される。
【００５８】
図６の（ｂ）には、レジスト膜４０２の非形成領域に導電性金属層４０３を形成した後、表面を研磨した状態が示されている。導電性金属層４０３は、電気めっきを利用して、レジスト膜４０２の非形成領域内にＮｉ系合金などの導電性金属を堆積させることによって形成される。
【００５９】
図６の（ｃ）には、レジスト膜４０２を除去した後、犠牲層４０４を形成し、表面を研磨した状態が示されている。犠牲層４０４は、レジスト膜４０２を除去したシリコン基板４００上に犠牲金属を堆積させることによって形成される。
【００６０】
図６の（ｄ）には、コンタクト部２を形成するためのレジストパターンを形成し、レジスト膜４０５の非形成領域に導電性金属層４０６を形成した状態が示されている。レジストパターンは、犠牲層４０４を形成したシリコン基板４００上にレジスト膜４０５を形成し、コンタクト部２に相当する領域内のレジスト膜だけを選択的に除去することによって形成される。導電性金属層４０６は、電気めっきを利用して、レジスト膜４０５の非形成領域内にＲｈなどの導電性金属を堆積させることによって形成される。
【００６１】
図７の（ａ）には、レジスト膜４０５を除去した後、弾性変形部１の電導層１０２を形成するためのレジストパターンを形成した状態が示されている。レジストパターンは、導電性金属層４０６を形成したシリコン基板４００上にレジスト膜４０７を形成し、弾性変形部１の電導層１０２に相当する領域内のレジスト膜だけを選択的に除去することによって形成される。図８は、このときのシリコン基板４００を斜め上から見た様子を示した斜視図である。針先結合部１２、板状体１０Ａ，１０Ｂ及び針元結合部１１に相当する領域内のレジスト膜が除去されている。このレジスト膜の非形成領域内に導電性金属を堆積させれば、針先結合部１２、板状体１０Ａ，１０Ｂ及び針元結合部１１を一体的に形成することができる。
【００６２】
図７の（ｂ）には、レジスト膜４０７の非形成領域に導電性金属層４０８を形成した後、表面を研磨した状態が示されている。導電性金属層４０８は、電気めっきを利用して、レジスト膜４０７の非形成領域内にＡｕなどの導電性金属を堆積させることによって形成される。
【００６３】
図７の（ｃ）には、レジスト膜４０７を除去した後、弾性変形部１の応力層１０３を形成するためのレジストパターンを形成し、レジスト膜４０９の非形成領域に導電性金属層４１０を形成した状態が示されている。レジストパターンは、導電性金属層４０８を形成したシリコン基板４００上にレジスト膜４０９を形成し、弾性変形部１の応力層１０３に相当する領域内のレジスト膜だけを選択的に除去することによって形成される。導電性金属層４１０は、レジスト膜４０９の非形成領域内にＮｉ系合金などの導電性金属を堆積させることによって形成される。
【００６４】
図７の（ｄ）には、導電性金属層４１０を形成したシリコン基板４００の表面を研磨した後、犠牲金属を除去することによって得られたコンタクトプローブ１００が示されている。例えば、導電性薄膜４０１及び犠牲層４０４がともにＣｕからなる場合であれば、Ｃｕを選択的に溶解するエッチング液を用いて、導電性金属層４０３，４０６，４０８，４１０からなるコンタクトプローブ１００を取り出すことができる。
【００６５】
電導層１０２を構成する導電性金属としては、コンタクトプローブ１００の製造工程において使用されるこの様なエッチング液に対し耐性を有する金属、例えば、Ａｕ又はＲｈが望ましい。
【００６６】
本実施の形態によれば、コンタクトプローブ１００，１１０が板状体１０Ａ〜１０Ｃからなり、オーバードライブ時に、板状体１０Ａ〜１０Ｃをその厚さ方向に湾曲させている。このため、板状体１０Ａ〜１０Ｃの厚さＬ２を薄くし、オーバードライブ時の応力を低減すれば、弾性限界を越えることなく、弾性変形部１を大きく湾曲させることができる。従って、所望のオーバードライブ量を確保しつつ、コンタクトプローブ１００，１１０の長尺方向の長さを短くし、その高周波特性を向上させることができる。
【００６７】
また、コンタクトプローブ１００，１１０が、空隙１０Ｓを介して主面を対向させた２以上の板状体１０Ａ〜１０Ｃからなることにより、板状体１０Ａ〜１０Ｃの厚さＬ２を薄くしても、弾性変形部１の断面積を確保することができる。従って、所望の針圧を確保するとともに、耐電流特性を確保しつつ、弾性変形部１の長尺方向の長さを短くし、コンタクトプローブ１００，１１０の高周波特性を向上させることができる。
【００６８】
さらに、板状体１０Ａ〜１０Ｃが、機械的強度が高い導電性金属からなる応力層１０１，１０３と、比抵抗が小さい導電性金属からなる電導層１０２とから形成されるので、弾性変形時における針圧を確保しつつ、コンタクトプローブ１００，１１０の耐電流性能を向上させることができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、応力層１０１，１０３及び電導層１０２が、板状体１０Ａ，１０Ｂの幅方向に配列され、電導層１０２が、応力層１０１，１０３によって挟まれている場合の例について説明したが、本発明は板状体１０Ａ〜１０Ｃの構成をこれに限定するものではない。例えば、板状体１０Ａ〜１０Ｃが、電導層と応力層とを板状体１０Ａ〜１０Ｃの幅方向に配列した２層からなるものも本発明には含まれる。
【００７０】
図９は、図１のコンタクトプローブ１００の他の例を示した断面図であり、コンタクトプローブ１００をＡ−Ａ切断線で切断した場合の切断面が示されている。この板状体１０Ａ，１０Ｂでは、応力層１０１と電導層１０２とが板状体１０Ａ，１０Ｂの幅方向に配列されている。この様な構成であっても、弾性変形時における針圧を確保しつつ、コンタクトプローブ１００，１１０の耐電流性能を向上させることができる。
【００７１】
図１０は、図１のコンタクトプローブ１００のその他の例を示した断面図である。このコンタクトプローブ１００では、応力層１０１，１０３及び電導層１０２が、板状体１０Ａ，１０Ｂの主面と交差する方向、すなわち、板状体１０Ａ，１０Ｂの厚さ方向に配列され、電導層１０２が、応力層１０１，１０３によって挟まれている。つまり、応力層１０１，１０３と電導層１０２とは、板状体１０Ａ，１０Ｂの主面と平行な界面で互いに接している。この様な構成であっても、弾性変形時における針圧を確保しつつ、コンタクトプローブ１００，１１０の耐電流性能を向上させることができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、コンタクトプローブ１００が、板状体１０Ａ，１０Ｂの幅方向にめっき層を積層することによって形成される場合の例について説明したが、本発明によるコンタクトプローブ１００，１１０の製造方法はこれに限られるものではない。例えば、板状体１０Ａ，１０Ｂの厚さ方向にめっき層を積層することによって、コンタクトプローブ１００，１１０を形成しても良い。
【００７３】
また、本実施の形態では、板状体１０Ａ，１０Ｂの応力層１０１と応力層１０３とが同じ導電性金属からなる場合の例について説明したが、機械的強度が電導層１０２よりも高ければ、応力層１０１及び１０３が異なる金属からなるものも本発明には含まれる。
【００７４】
また、本実施の形態では、板状体１０Ａ及び１０Ｂが、いずれも応力層１０１，１０３及び電導層１０２からなる場合の例について説明したが、２以上の板状体１０Ａ〜１０Ｃのうちの一部の板状体だけが応力層１０１，１０３及び電導層１０２からなるものも本発明には含まれる。
【００７５】
また、本実施の形態では、半導体デバイスの電気的特性試験に用いられるコンタクトプローブ１００，１１０の例について説明したが、本発明による電気的接触子は、この様なコンタクトプローブ１００，１１０のみに限定されない。すなわち、本発明は、弾性変形部１の弾性変形を伴って、コンタクト部２を電極端子に接触させる様々な電気的接触子に適用することができる。例えば、互いの主面を対向して配置された２枚の回路基板を導通させるための電気的接触子として使用することもできる。具体的には、本実施の形態におけるプローブユニット５のＳＴ基板５０を上記回路基板の一方とし、検査対象物を上記回路基板の他方に置き換えて、本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００７６】
１００，１１０  コンタクトプローブ
１０１，１０３  応力層
１０２  電導層
１  弾性変形部
１０Ａ〜１０Ｃ  板状体
１０Ｓ  空隙
１１  針元結合部
１２  針先結合部
１２ｗ  ワーク対向面
２  コンタクト部
２００  プローブカード
３  メイン基板
４  インターポーザー
５  プローブユニット
５０  ＳＴ基板
５０ｔ  電極端子
５１，５２  ガイド板
５１ｈ，５２ｈ  ガイド穴
５３  ガイド支持部
３００  ワーク上の電極端子
Ｌ  オーバードライブ量
Ｌ１  板状体の幅
Ｌ２  板状体の厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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